Galaxies et champs magnétiques

Carte radio de la galaxie d’Andromède à 6 cm de longueur d’onde.

L’observation de notre propre Voie Lactée montre une abondance de sources individuelles; les vastes structures spatiales restent toutefois en grande partie masquées. L’examen des galaxies spirales voisines apporte son aide. Celles-ci montrent dans le domaine radio un autre visage qu’en lumière visible: le noyau galactique et les bras spiraux ressortent clairement. Les restes de supernovae dans les régions de formation stellaire (voir ill. 3) constituent une grande partie des électrons du rayonnement cosmique, qui sont responsables du rayonnement radio. Une carte, réalisée à partir du rayonnement radio mesurée dans une large gamme de fréquences, nous montre la répartition des champs magnétiques, qui deviennent « illuminés » par ces électrons. Ils parcourent un trajet en spirale le long des lignes de champs magnétiques. L’intensité du rayonnement radio est une mesure de la puissance totale du champ magnétique, et à partir de la direction du rayonnement radio polarisé, on peut déterminer la direction du champ magnétique dans les galaxies.

La galaxie d’Andromède (M31) est, avec son éloignement d’environ 2 millions d’années-lumière, la plus proche galaxie spirale et la première dont le rayonnement radio (en 1950) a pu être mis en évidence. L’illustration 7 montre une mesure radio de M31 datée de 1996. Elle a été réalisée avec le radiotélescope de 100 m à une longueur d’onde de 6 cm; avec 25 heures de temps d’observation il s’agit de la plus précise et jusqu’ici de la meilleure carte radio de cette galaxie. Le puissant rayonnement radio provient de la structure en forme d’anneau, dans laquelle les nuages de gaz sont concentrés. Là les champs magnétiques sont ancrés, et de nouvelles étoiles se forment en permanence, dont quelques une finiront par devenir des supernovae. Avec le télescope de 100 m, il est bien venu, de justifier pour la première fois le rayonnement radio polarisé dans de nombreuses galaxies voisines et de ce fait déduire de leurs champs magnétiques interstellaires les grandes structures spatiales. Les champs magnétiques dans les nuages de gaz des galaxies constituent l’explication principale de la naissance d’étoiles et peuvent aider à la formation des bras spiraux dans les galaxies.

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